Проектирование участка автомобильной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика района строительства

1.1 Физико-географический очерк

1.2 Транспортная характеристика района строительства

1.3 Рельеф местности

1.4 Гидрография района

1.5 Полезные ископаемые, местные грунты и дорожно-строительные материалы

1.6 Климатические характеристики района строительства

1.6.1 Климат

1.6.2 Температура воздуха

1.6.3 Атмосферные осадки

1.6.4 Высота снежного покрова

1.6.5 Промерзание грунта

1.6.6 Ветер

2. Расчет и обоснование технических нормативов

3. Проектирование плана трассы

3.1 Общие положения

3.2 Последовательность проектирования плана трассы

4. Продольный профиль автомобильной дороги

4.1 Определение отметок поверхности земли

4.2 Определение рекомендуемой высоты насыпи

4.3 Проектирование проектной линии продольного профиля

4.4 Последовательность построения вертикальных кривых

4.5 Проектирование кюветов

5. Поперечные профили земляного полотна

6. Определение объемов земляных работ

7. Переходная кривая и вираж

Введение

Автомобильная дорога - комплекс инженерных сооружений, предназначенный для экономичной перевозки автомобилями пассажиров и грузов и обеспечивающий круглогодичное, круглосуточное, непрерывное, безопасное и удобное движение легковых автомобилей с расчетными скоростями и грузовых автомобилей с заданными нагрузками.

При строительстве автомобильных дорог необходимо учитывать множество факторов, влияющие на такие показатели, как долговечность, удобство, а самое главное - безопасность движения. К таким факторам в первую очередь относятся природные условия (климат, рельеф, растительность, геология, гидрография). Это влияние бывает настолько велико, что при строительстве приходиться полностью менять технологический процесс. Кроме того, природные факторы влияют и на самочувствие самих рабочих.

Дороги подвержены активному воздействию многочисленных природных факторов (нагревание солнечными лучами, промерзание и оттаивание, увлажнение выпадающими осадками, грунтовыми водами и водой, притекающей с придорожной полосы и т.п.) Эти особенности их работы должны учитывать проектировщики, строители.

Дороги должны обеспечивать безопасность автомобильного движения. Проложенные с учётом психофизиологических особенностей восприятия водителями дорожных условий, они должны предоставлять водителям всю необходимую информацию, как бы подсказывая им правильные режимы движения, обеспечивая высокую пропускную способность и исключая возможность серьёзных дорожно-транспортных происшествий.

Современные автомобильные дороги обслуживают массовые пассажирские и грузовые перевозки. Они стали местом повседневной работы миллионов водителей, ими пользуются пассажиры автобусов и многочисленные туристы. Всё это делает необходимым предъявлять к автомобильным дорогам столь же обязательные высокие архитектурно-эстетические требования, как и к любому инженерному сооружению массового использования. Постройка дорог должна обеспечивать создание широкой сети предприятий, предназначенных для обслуживания как водителей и пассажиров, так и автомобилей. Все эти комплексы сооружений должны вводиться в действие одновременно со сдачей дороги в эксплуатацию.

Курсовая работа выполняется в соответствии с заданием кафедры проектирования дорог и заключается в проектировании участка дороги от точки А до точки Б.



1. Характеристика района строительства

1.1 Физико-географический очерк

Ставропольский край находится на юге Европейской части России, в центральной части Предкавказья у северных склонов Большого Кавказа. Граничит на юге с Карачаево-Черкесией, Кабардино-Балкарией, Северной Осетией; на юго-востоке - с Ингушетией, на востоке - с Дагестаном, на северо-востоке - с Калмыкией, на севере - с Ростовской областью, на западе - с Краснодарским краем. В древности через Ставропольский край проходил Великий шелковый путь. До второй половины 18 в. малонаселенные земли; находились под властью Османской империи. По Кючук-Кайнарджийскому договору 1774 Ставропольский край перешел от Турции к России. В 1777 по указу императрицы Екатерины II в составе Азово-Моздокской оборонительной линии была заложена Ставропольская крепость, на месте которой был образован город Ставрополь. Край входит в состав Северо-Кавказского экономического района, Северо-Кавказского федерального округа. Расположен в центральной части Предкавказья и на северном склоне Большого Кавказа. Ставропольский край протянулся на 285 км с севера на юг и на 370 км с запада на восток. Площадь 66,2 тысяч кмІ.

1.2 Транспортная характеристика района строительства

1) Автомобильная дорога А-154 Ставрополь - Астрахань (Михайловск - Светлоград - Ипатово).

2) Магистральная автомобильная дорога М-29 Москва - Дербент (Невинномык - Железноводск - Пятигорск - Горячеводск).

3) Автомобильная дорога А-156 Черкесск - Лермонтов.

4) Автомобильная дорога А-155 Невинномыск - Теберда (Черкесск - Карачеевск).

5) Автомобильная дорога А-157 Кисловодск - Железноводск (Ессентуки - Лермонтов).

6) Региональная автомобильная дорога Р-263 Минеральные воды - Буденновск (Нефтекумск).

1.3 Рельеф местности

Ставрополье - это край природных контрастов. На востоке и северо-востоке раскинулись обширные равнины, типичные полупустыни, местами переходящие в настоящую пустыню с высокими ребристыми песчаными барханами. На западе и северо-западе полупустыня переходит в плодородные Ставропольские степи. На севере и северо-востоке граница Ставропольского края проходит по Кумо-Манычской впадине, расположенной на уровне моря.

По рельефу край делится на равнинную часть и предгорную полосу. Большая часть равнинной территории занята Ставропольской возвышенностью и прилегающими к ней частями Азово-Кубанской низменности, Кумо-Манычской впадины (20 м над уровнем океана) и Прикаспийской низменности.

Ставропольская возвышенность расчленена на ряд плосковерхих останцов, среди них - г. Стрижамент (831 м), г. Недреманная (660 м), Ставропольские высоты (660 м), на восточном склоне которых расположен город Ставрополь. Восточнее поднимаются Горьколесские, Бешпагирские и Прикалаусские высоты, расположенные в междуречье Калауса и Кумы. В возвышенность врезаны глубокие понижения - Сенгилеевская и Янкульская котловины и древняя долина, ограниченная с юга Воровсколесскими и Невинномысскими высотами, по которой осуществляется железнодорожная связь между Западным и Восточным Предкавказьем.

С юга Ставропольский край граничит с Северо-Кавказскими республиками, граница с которыми проходит по равнинной части и части предгорий в районе Кавказских Минеральных Вод. Часть предгорий входит в состав территории края. Это часть Бургустанского и Джинальского хребтов (1200-1500 м), которые располагаются к северу и северо-востоку от Кисловодска. автомобильный инженерный геологический гидрографический

На востоке предгорий выделяется своеобразный Пятигорский вулканический район, с многочисленными куполовидными вершинами. Одна их часть - это лакколиты (г. Машук - 993 м, г. Лысая - 739 м), у которых внутреннее магматическое ядро только изогнуло поверхностные горные породы. Другая - экструзивные горы, в них магма прорвала вышележащие пласты, образовав скалистые вершины (г. Бештау - 1400 м., г. Развалка - 926 м., г. Бык - 817 м.).

Почвы на территории края подразделяются на два основных типа - черноземные и каштановые. В зоне черноземных почв преобладают черноземы типичные, обыкновенные и южные, в зоне каштановых распространены темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые почвы.

1.4 Гидрография района

Речная сеть Ставропольского края отличается неравномерностью: на юго-западе, в горах - густая, на равнине количество рек и их водоносность резко сокращаются, северо-восток фактически лишен речного стока. Крупнейшие реки: Кубань, Егорлык, Кума и Калаус. Наиболее значительной по длине является река Кума. В верхнем течении Кума - горна река; выйдя на равнину, мелеет, близ восточной границы края теряется в плавнях и песках. Питание смешанное. Воды Кумы используются на орошение. Крупные притоки: слева - Тамлык, Суркуль, Сухой Карамык, Мокрый Карамык, Томузлоака, Мокрая Буйвола, справа - Подкумок (самый многоводный из всех притоков), Золка. Левые притоки несут воду только весной и в период летних ливней, в остальное время года пересыхают. На юге, на небольшом участке, протекают реки Терек и его приток Малка. Воды Малки питают систему оросительных каналов. На юго-западе протекают река Кубань (верховья) и реки, принадлежащие ее бассейну: Даут, Теберда, Худее, Малый Зеленчук, Большой Зеленчук, Уруп (верховья). Реки эти текут в глубоких долинах, имеют большую скорость течения. В центральной части протекают реки Калаус и Егорлык. Калаус - типичная степная река, с резким подъемом уровня в марте и июле, почти пересыхающая в остальное время года. Вода ее сильно минерализована. На северо-востоке в пределы Ставропольского края входит небольшой отрезок главного русла Волги. Реки, стекающие с восточных склонов Ергеней (наибольшая Ешкуль и Элиста), питаются талыми и частично грунтовыми водами, имеют слепые устья, летом пересыхают. Из озер наиболее значительны: в Кумо-Манычской впадине - озера Маныч-Гудило, Большое и Малое Яшалтинсие, Царык, Лопуховатое, Грузское, Цаган-Хак, Малый Маныч и др. В восточной части впадины выделяются озера: Довсун, Дадынское, Состинское, Светлое, Привражное и др. На севере вдоль восточного склона Ергенея протягивается цепочка Сарпинсих озер (озеро Барманцак, Пришиб, Сарпа и др.). На Ставропольской возвышенности - крупное озеро Сенгелеевское, в горах - Клухорское, Каракель.

1.5 Полезные ископаемые, местные грунты и дорожно-строительные материалы

На территории Ставропольского края выявлено около 300 месторождений полезных ископаемых. В крае 518 действующих лицензий на недропользование, в том числе 168 лицензий на добычу общераспространенных полезных ископаемых. По данным геолого-экономической оценки, проведенной Северо-Кавказским филиалом ФГУП "Всероссийский институт экономики минерального сырья", минерально-сырьевой потенциал недр Ставропольского края в настоящее время составляет около 56 миллиардов долларов США. К наиболее ценным относится углеводородное сырье, составляющее около 38% от общей стоимости всех полезных ископаемых, причем 32% из них приходится на нефть, а также общераспространенные полезные ископаемые доля которых составляет около 42%. Доля подземных пресных вод в минерально-сырьевом потенциале составляет 10%. Остальные полезные ископаемые: титан, цирконий, стекольные пески, минеральные и теплоэнергетические воды в сумме составляют оставшиеся 10%.Кроме того, имеются геологические предпосылки для выявления промышленных запасов экологически чистых природных удобрений - фосфоритов, боратов, цеолитов. Ставропольский край расположен, в основном, в степной и полупустынных зонах. Запасы строительного сырья на конец 1990-х: глин для производства кирпича и черепицы - 90 млн м, керамзита - 12 млн мі, силикатных изделий - 125 млн мі, песчано-гравийных материалов - 290 млн мі, строительного камня - 170 млн мі, стекла - 4,6 млн т. Почвы главным образом чернозёмы (южные и обыкновенные) и каштановые (светлокаштановые, каштановые и тёмнокаштановые). Преобладают разнотравно-злаковые и злаковые степи, на востоке и северо-востоке - полынно-злаковая растительность с солонцами и солончаками. Степи большей частью распаханы.

1.6 Климатические характеристики района строительства

1.6.1 Климат

Важнейшими климатообразующими факторами края являются: радиационный режим, обуславливающий различный нагрев подстилающей поверхности, циркуляция атмосферы и физико-географическое положение территории.

Среди местных факторов, определяющих климат, наибольшее влияние оказывают резкие различия высот, и наличие в южной части края высокой стены Кавказских гор. Равнинная часть Ставропольского края отличается резко-континентальным климатом с жарким летом и холодной зимой.

Значительное влияние на климат горных районов оказывает большая прозрачность воздуха, обеспечивающая интенсивность дневного нагревания и ночного излучения. Зима в Ставропольском крае обычно наступает в высокогорных районах края в начале ноября, а в предгорьях и в восточных районах в конце ноября и носит неустойчивый характер с резкими похолоданиями до 20-40 градусов мороза и частыми оттепелями. Снежный покров в восточных районах составляет в среднем 10 см, в западных и предгорных районах 1-20 см, в горах до 50 см.

Лето на Ставрополье наступает в восточных районах края в начале мая, в предгорьях - в конце мая, в горной местности - в конце июня. Самым теплым месяцем является июль, и абсолютный максимум температуры может достигать в крае 39-41 градусов.

Среднее годовое количество осадков колеблется от 300-400 мм в равнинной части края, до 600-700 мм на возвышенностях Ставропольского плато. Осадки северных склонов западного Предкавказья составляют 600-800 мм в предгорьях и быстро увеличиваются в горах до 2000-3000 мм.

1.6.2 Температура воздуха

Температура воздуха - это мера его теплового состояния пропорциональное энергии беспорядочных тепловых движений молекул воздуха.

Температура воздуха района строительства - это центральный климатический элемент, который оказывает принципиальное влияние на организацию строительства, методы производства работ, производительность машин и работ, производительность машин и рабочих.

Среднемесячная температура воздуха за 12 месяцев требуется для построения дорожно-климатического графика, а дата перехода температуры по весне через ноль градусов и количество дней в году с положительной температурой учитывается при расчете даты весенней распутицы.

Средняя температура воздуха приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1- Температура воздуха за 12 месяцев в Ставропольском крае, °С

Наименование показателя	Месяц
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Средняя температура воздуха	-4	-3	1	8	14	18	22	21	16	10	3	-2

1.6.3 Атмосферные осадки

Осадки выпадают в виде дождя, мороси, снега, мокрого снега, снежной ледяной крупы, снежных зерен, града. Непосредственно из воздуха выделяется роса, изморозь, иней. Осаждение переохлажденного дождя, мороси, тумана на дорожных покрытиях являются причиной гололеда.

Осадки характеризуются их количеством, продолжительностью, интенсивностью, числом дней с осадками различной величины и самим видом осадков. Для дорожного строительства практический интерес представляют осадки в виде снега, дождя и смешанные.

Среднемесячное выпадение атмосферных осадков за 12 месяцев приведено в таблице 1.2

Таблица 1.2 - Среднемесячное количество осадков за 12 месяцев в Ставропольском крае, мм

Наименование показателя	Месяц
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Среднее выпадение осадков	17	17	30	50	76	90	74	54	49	38	29	24

1.6.4 Высота снежного покрова

Ставропольский край не имеет устойчивого снежного покрова.

1.6.5 Промерзание грунта

Промерзание грунта - это процесс превращения грунтовой влаги в лед при температуре несколько ниже нуля градусов.

Глубина промерзания грунта зависит от температуры воздуха, влажности грунта, толщины снежного покрова и вида грунта.

При промерзании грунта его сопротивление механическим воздействиям возрастает иногда в сто раз, что оказывается принципиальным моментом для принятия конкретных организационных технических решений.

1.6.6 Ветер

Ветер - это движение воздуха относительно земной поверхности. В понятие "ветер" включают числовые значения, скорости ветра в м/с и румб направления ветра.

Роза ветров - это диаграмма, показывающая повторяемость ветров различных направлений в данной местности и их скорости по румбам, обычно по многолетним средним данным для месяца, сезона или года. Роза ветров представляет собой кружок, от которого расходятся лучи в направлении оси румбов горизонта. Длина каждого луча пропорциональна повторяемости ветров данного направления. Внутри кружка указывается повторяемость штилей. Центральными месяцами зимы и лета являются январь и февраль.

Направление и скорость ветра следует учитывать при следующих обстоятельствах:

1. При определении местоположения производственных предприятий, складских территорий, чтобы избежать загрязнения близ лежащих населенных пунктов, зон проживаний и отдыха работающих;

2. При проектировании карьеров ДСМ;

3. При проектировании снегозадержания в местах грунтовых карьеров, предназначенных для разработки в зимнее время;

4. В расчетах времени остывания материалов в период строительства и эксплуатации транспортных сооружений при их перевозке, укладки и твердения;

5. Для предупреждающих мероприятий, для определения направления наносов снежных масс на автомобильных дорогах, особенно в период метели.

Таблица 1.3 - Повторяемость ветра и его средняя скорость за июль и январь

Румб	Повторяемость направлений ветра,%	Средняя скорость, м/с	Румб	Повторяемость направлений ветра,%	Средняя скорость, м/с
Январь(штиль 12%)	Июль(штиль 13%)
С	2	1	С	5	1,9
С-В	3	2,8	С-В	6	3,3
В	48	3,9	В	21	4,4
Ю-В	19	3,1	Ю-В	19	3,7
Ю	0	-	Ю	2	1,1
Ю-З	1	1,8	Ю-З	2	2
З	13	4,6	З	22	4,1
С-З	14	6,3	С-З	23	4,4



2. Расчет и обоснование технических нормативов

Интенсивность движения - количество автомобилей, проходящих через некоторое сечение автомобильной дороги за единицу времени. Обычно измеряется в автомобилях в сутки. В зависимости от интенсивности движения устанавливается категория дороги, выбираются сроки выполнения ремонта и мероприятия по организации движения.

В соответствии с составом и перспективной интенсивностью движения на 20-ти летний период 3450 авт./сут., находим приведенную к легковому автомобилю перспективную интенсивность движения, а затем по приведенной интенсивности определяем категорию дороги. Расчет приведенной интенсивности движения представлен в таблице 2.1. коэффициенты приведения берем из [10 таблица 1.2. ]

Таблица 2.1 - Расчет приведенной интенсивности движения

Вид автомобилей	Состав в %	Интенсивность движения, авт./сут.	Коэффициент приведения	Интенсивность движения, прив. ед./сут
Легковые	60	2070	1	2070
Автобусы	2	69	2,5	173
Грузовые
До 2 т	4	138	1,5	207
До 5 т	8	276	2	552
До 8 т	9	310	2,5	775
Более 8 т	9	311	3	933
Тягачи с прицепами	8	276	3,5	966
ВСЕГО	100	3450		5676

По полученной приведенной интенсивности движения определяем категорию дороги в соответствии со СНиПом 2.05.02-85. Приведенная интенсивность движения N_пр=5676 ед/сут соответствует ЙЙЙ категории дороги.

На основании определенной категории и СНиПом 2.05.02-85 назначаем расчетную скорость. Для ЙЙЙ категории дороги х_р=100 км/ч.

Расчетной скоростью считается наибольшая возможная (по условию устойчивости и безопасности) скорость движения одиночных автомобилей при нормальных условиях погоды и сцепления шин автомобилей с поверхностью проезжей части, которой на наиболее неблагоприятных участках трассы соответствуют предельно допустимые значения элементов дороги. На эту скорость проектируют все геометрические элементы автомобильных дорог - план и продольный профиль.

Анализируя условия рельефа и руководствуясь [11, табл. 3],назначив расчетную скорость движения одиночного автомобиля, по которой из [11, табл. 10] определяем наибольший (предельный уклон). Далее проводим расчет основных элементов плана, продольного и поперечного профилей.

1. Определение допустимого радиуса горизонтальных кривых в плане.

Наименьший допустимый радиус горизонтальных кривых в плане без устройства виража вычисляем расчетом при заданной скорости движения по формуле 2.1[12, табл. 4.1],

где µ - коэффициент поперечной силы; из условия обеспечения удобства езды пассажиров за расчетное значение мжн 6о принять µ=0,15[12, табл. 4.1]; i_поп ^- поперечный уклон проезжей части, i_поп = 0,020.

2. Определение радиуса кривой при устройстве виража.

Для повышения безопасности и удобства движения на горизонтальных кривых в плане при R?2000 м для дороги ЙЙЙ категории обычно предусматривается устройство виража, тогда минимальный радиус кривой находится по формуле 2.2.



где i_в - поперечный уклон проезжей части на вираже, для расчета можно принять i_в =0,06[11, табл. 8].

3. Определение наименьшего расчетного расстояния видимости.

Наименьшее расчетное расстояние видимости вычисляется по двум схемам:

а) Поверхности дороги - это расстояние S₁, на котором водитель может автомобиль перед препятствием на горизонтальном участке дороги, м (формула 2.3)

где К_э - коэффициент эксплуатационного состояния тормозов, К_э = 1,2;

l₃ - расстояние безопасности, l₃ = 5-10 м; ц - коэффициент продольного сцепления шины, зависит от состояния покрытия, в расчетах принято ц = 0,5 для случая влажного покрытия; t - время реакции водителя, t = 1-2 с.

б) Встречного автомобиля - расстояние видимости S₂, складывается из суммы остановочных путей двух автомобилей, формула 2.4.

м

4. Радиусы вертикальных кривых определяют:

а) радиусы выпуклых кривых - из условия обеспечения видимости дороги по формуле 2.5.



где h₁ - возвышение глаза водителя над поверхностью дороги, h₁ = 1,2 м.

б) Радиусы вогнутых прямых - из условия ограничения величины центробежной силы, допустимой по условиям самочувствия пассажиров и перегрузки рессор формула 2.6.

где b - величина нарастания центробежного ускорения; при разработке норм на проектирование вертикальных кривых в России принимают в =0,5 - 0.7 м/с ².

В итоге всех расчетов заполняем таблицу 2.2 "Основные параметры и нормы". В эту таблицу заносим данные расчетов, а так же значения [11, табл. 3,4,10]. Для проектирования принимаются наибольшие из расчетных и рекомендуемых.[11]

Таблица 2.2 - Основные параметры и нормы

Показатели	Единицы измерения	Получено расчетом	Рекомендует СНиП 2.05.02-85*	Принято в проекте
1.Перспективная среднесуточная интенсивность движения	авт/сут ед/сут	3450 5676	- 2000-6000	3450 5676
2.Расчетная скорость движения автомобилей	км/ч	-	100	100
3.Число полос движения	штуки	-	2	2
4.Ширина полосы движения	м	-	3,5	3,5
5.Ширина земляного полотна	м		12	12
6.Ширина проезжей части	м	-	7	7
7.Ширина обочины	м	-	2,5	2,5
8.Наименьшая ширина укрепленной полосы обочины	м	-	0,5	0,5
9.Наибольший продольный уклон	‰	-	50	50
10.Наименьшая расчетная видимость: а)поверхности дороги б)встречного автомобиля	м м	160 320	200 350	200 350
11.Наименьший радиус кривых в плане: а)без устройства виража б)с устройством виража	м м	606 375	>2000 800	>2000 800
12.Наименьший радиус вертикальных прямых: а)выпуклых б)вогнутых	м м	10667 1099	10000 3000	10667 1099



3. Проектирование плана трассы

3.1 Общие положения

Трасса - это положение геометрической оси дороги на местности. Поскольку трасса при обходе препятствий, на подъемах на холмы и на спусках в понижения местности меняет свое направление в плане и продольном профиле, она является пространственной линией. [14]

Планом трассы называют графическое изображение проекции трассы на горизонтальную плоскость, выполненную в уменьшенном масштабе.

Каждое изменение направления трассы определяется углом поворота. Углы поворота последовательно нумеруют вдоль дороги - по ходу трассы. Чтобы запроектированную трассу можно было точно воспроизвести на местности, её ориентируют относительно сторон света. Для этого вычисляют румбы прямых участков трассы.

Различают следующие основные геометрические элементы закругления: угол б (^°), радиус R (м), кривая К(м), тангенс Т(м), биссектрису Б(м), домер Д(м). Схема основных элементов горизонтальной кривой приведена на рис. 3.1. [14]



Рис. 3.1 Схема основных элементов круговой кривой

Тангенс Т - расстояние от вершину угла до начала кривой (3.1):

Кривая К - расстояние от начала до конца кривой (3.2):

Биссектриса Б - расстояние от вершины угла поворота до середины кривой (3.3):

Домер Д - увеличение длины трассы по прямым по сравнению с длиной по кривой (3.4):

При назначении радиуса кривой 2000 м и менее для дорог II-V технических категорий необходимо проектировать вираж для обеспечения безопасного движения автомобилей.

Вираж - это односкатный поперечный профиль. Отгон виража, т.е. переход от двускатного профиля к односкатному, осуществляется на протяжении переходной кривой.

Переходная кривая - это кривая переменного радиуса с постоянным уменьшением последнего от бесконечности (на прямой) до радиуса круговой кривой (рис. 3.2). Разбивка переходных кривых возможна при соблюдении условия 2.

Рис. 3.2 Схема закругления переходными кривыми

3.2 Последовательность проектирования плана трассы

Начало трассы (точка А) соответствует ПК 0+0,00, конец трассы соответствует ПК 28+50,66. Трасса имеет два угла поворота, один левый, другой правый. Такое направление выбрано мною для того, чтобы обойти болото и лес. Так же предусмотрено перпендикулярное прохождение трассой рек.

После выбора направления трассы на карте приступаем к разбивке пикетажа по трассе и одновременно составляем ведомость углов поворота, прямы, переходных и круговых кривых.

1) Замеряем транспортиром углы поворота по трассе. Затем от начала трассы откладываем пикеты в соответствии с масштабом карты:

2) Определяем основные геометрические элементы закругления при единичном значение радиуса R=1 м [15]

Определяем значения Т, К, Д, Б для значения угла поворота б=66^° при R=1 м, используя [15], полученные значения умножаем на величину принятого радиуса:

б=66^°

R = 1000м;

Т = 0,64941·1000=649,41 м;

Д=0,1469·1000=146,9м;

К=1,15192·1000=1151,92 м;

Б=0,19236·1000=192,36м;

Значения углов поворота и значения элементов кривой заносим в ведомость.

Определяем значения Т, К, Д, Б для значения угла поворота б=12^°

б=12^°

R = 2500м;

Т = 0,44523·2500=262,75 м;

Д=0,05270·2500=1,93 м;

К=0,83776·2500=523,6 м;

Б=0,09464·2500=13,77 м;

3) При назначении радиуса кривой 1000 м для дороги III технических категорий вычисляем элементы переходной кривой l, ДТ, ДБ.

Согласно [11, табл.11] для R = 1000 м соответствует длина переходной кривой l = 100м. Из [15, табл. 6] выбираем соответствующие значения ДТ, ДБ, ДД при R = 1000м и l = 100м.

ДТ=50,27м;

ДБ = 0,498м;

ДД = 0,54м.

Вносим значения элементов переходной кривой в графы приложения Г.

4) Вычисляем элементы полного закругления по формулам (3.5), (3.6), (3.7), (3.8):

Т_n = 649,41 + 50,27 = 699,68 м;

К_n = 1151,92 + 100 = 1251,92м;

Б_n = 192,36 + 0,498 = 192,86м;

Д_n = 146,9 + 0,54 = 147,44 м.

Вносим значения элементов полной кривой в графы приложения Г.

5) Определяем пикетажное положение ВУП№1 (вершина угла поворота). Оно соответствует длине от начала трассы до ВУП№1 в метрах. Разбиваем этот отрезок на пикетажи. Значение длины этого отрезка соответствует значению S₁:

ВУП№1 = S₁ = 800м.

6) Далее находим пикетажное положение главных точек закругления НК, СК, КК (начало кривой, середина кривой, конец кривой):

НК ₁ = 800 - 699,68=100,32 м = ПК 1+0,32

КК ₁ = 100,32 + 1251,92 =1352,24 м = ПК 13 + 52,24

СК ₁ = 100,32 + 1251,92 / 2 = 726,28 м = ПК 7 + 26,28

ВУ№2 = 800 + 1200 - 147,44 = 1852,56 м = ПК 18 + 52,56

НК ₂ = 1852,56 - 262,75 = 1589,81 м = ПК 15 + 89,81

КК ₂ = 1589,81 + 523,6 = 2113,41 м = ПК 21 + 13,41

СК ₂ = 1589,81 + 523,6 /2 = 1851,61 м = ПК 18+51,61

К_тр = 800 + 1200 +1000 - 147,44-1,93 = 2850,66 м = ПК 28 + 50,66

7) Определяем длину прямых вставок:

Р ₁ = 100,32 м

Р ₂ = 1589,81 - 1352,24 = 237,57 м

Р ₃ = 2850,66 - 2113,41 = 737,25 м

8) Чтобы запроектированную трассу можно было точно воспроизвести на местности, её ориентируют относительно сторон света. Для этого определяют значения азимутов и румбов.

Значение азимутов определяем по плану трассы с помощью транспортира. Азимут равен углу между северным направлением вертикальной линии сетки и линией трассы. По величине азимутов определяем название и величину румба. Полученные значения углов заносим в графы приложения В.

9) Ведомость углов поворота прямых и кривых заполнена. Проверяем правильность заполнения ведомости по следующим проверкам:

Проверка расстояний:

- сумма прямых минус сумма домеров равна длине трассы, м:

L_тр = 800 + 1200 +1000 - 147,44 - 1,93 = 2850,66 м

- сумма прямых вставок плюс сумма кривых равна длине трассы:

L_тр = 100,32 +237,57 +737,25 +1251,92+523,6= 2850,66 м

Проверка направлений

- сумма углов левых минус сумма углов правых равна азимуту начала минус азимут конца трассы:

12 - 66 = 113 - 167 = -54^°

В итоге данного пункта заполняем таблицу технических показателей трассы (таблица 3.1).

Средний радиус кривых определяем по формуле

Коэффициент развития трассы находим по следующей формуле:



где L_тр - длина трассы между заданными пунктами, м; L_возд - длина трассы по воздушной линии, м

Таблица 3.1. Технические показатели трассы

Показатель	Значение
Длина трассы, м	2850,66
Коэффициент развития трассы	1,07
Количество углов поворота, шт.	2
Средний радиус кривых, м	1308,88
Минимальный радиус, м	1000



4. Продольный профиль автомобильной дороги

Продольным профилем дороги называют развернутую в плоскости чертежа проекцию оси дороги на вертикальную плоскость, изображенную в уменьшенном масштабе. Продольный профиль является одним из основных проектных документов, он показывает фактическую линию фактической поверхности земли и линию проектируемой поверхности дорожного покрытия по оси дороги. Он характеризует крутизну отдельных участков дороги, измеряемую продольным уклоном, и расположение её проезжей части относительно поверхности земли.

Естественные уклоны местности часто превышают допустимые для эффективного использования автомобилей. В таких случаях уклон дороги делают более пологим, чем уклон поверхности земли, срезая часть грунта на подъемах на возвышенность или, наоборот, подсыпая его, на пример в местах перехода через пониженные участки местности.

Места, где поверхность дороги в результате срезки грунта расположена ниже поверхности земли, называют выемками, а участки, где дорога проходит выше поверхности земли, по искусственно насыпанному грунту- насыпями. При высоте насыпей менее 1 м дорога проходит в “нулевых” отметках. Рабочая отметка - это разность между отметкой по оси покрытия дорожной одежды и отметкой поверхности земли по оси дороги, определяют высоту насыпи или глубину выемки.

4.1 Определение отметок поверхности земли

При проектировании продольного профиля в первую очередь устанавливаем линию фактической поверхности земли по оси дороги, то есть чертим "черную линию".

При работе с топографической картой мы предварительно определяем высотные отметки пикетных и плюсовых точек путем интерполяции (нахождение высоты между известными отметками) и экстраполяции (нахождение высоты за пределами известных отметок). После, по известным отметкам, строим линию земли.

Плюсовые точки назначены на пересечение с автомобильной дорогой и в местах изменения крутизны склона.

Линию земли ("черную линия") заносим в продольный профиль.

4.2 Определение рекомендуемой высоты насыпи

Для проектирования проектной линии ("красной линии") необходимо знать рекомендуемую рабочую отметку земляного полотна. Для определения этой отметки найдем:

1) возвышение поверхности покрытия над расчетным уровнем грунтовых вод (формула 4.2.1.),

2) возвышение поверхности покрытия над поверхностью земли на участках с необеспеченным поверхностным стоком или над уровнем кратковременно стоящих поверхностных вод (формула 4.2.2.),

3) высоту насыпи из условий снегонезаносимости (формула 4.2.3.). В расчет принимаем рекомендуемую отметку, наибольшую из трех данных условий.

где - наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем грунтовых вод (м), в зависимости от вида грунта и дорожно-климатической зоны должно соответствовать требованию [11, таблица 21], ; - глубина залегания грунтовых вод,; - ширина проезжей части, м; - поперечный уклон проезжей части в тысячных долях,

где - наименьшее возвышение поверхности покрытия над уровнем поверхности земли согласно [11, таблица 21],

где - расчетная высота снежного покрова, с вероятностью превышения 5%,м, возвышение бровки земляного полотна над расчетным уровнем снегового покрова, м, принимается по рекомендации [16, п. 6.33],=0,6м; а - ширина обочины, м, а=2,5м; - поперечный уклон обочины, = 0,04.

Сравнивая полученные значения, берем за рекомендуемую рабочую отметку

Так же, для построения проектной линии, нам необходимо знать минимальную высоту насыпи над трубами, которая вычисляется по следующей формуле:

где - отверстие трубы, - толщина стенки трубы, - минимальная высота засыпки над трубой, не менее 0,5 м; - толщина дорожной одежды,



4.3 Проектирование проектной линии продольного профиля

Продольный профиль проектируют в виде плавной линии, состоящей из прямоугольных участков и вертикальных кривых. Проектирование продольного профиля заключается в нанесении проектной линии и вычислении рабочих отметок.

При проектировании стараемся обеспечить удобство и безопасность движения автомобилей и пассажиров и наименьшую стоимость строительства дороги.

Во всех случаях проектирования нужно, по возможности избегать высоких насыпей и глубоких выемок.

По возможности следует избегать частых переломов проектной линии. Расстояние между переломами проектной линии называют шагом проектирования.

В пересеченной местности плавность проектной линии обеспечиваем выбором такого шага проектирования, который позволяет разместить тангенсы чередующихся вертикальных кривых с радиусами не менее установленных.

Наносим на продольный профиль проектную линию (без учета вертикальных кривых).

4.4 Последовательность построения вертикальных кривых

Для обеспечения плавности движения и видимости в продольном профиле на переломах проектной линии необходимо предусматривать вертикальные кривые. Уклоны на подъемах считаются со знаком "плюс", а на спусках - со знаком "минус".

В этой курсовой работе применяем метод тангенсов, который заключается в нанесении сопрягающихся прямых участков проектной линии с последующим вписыванием в их переломы вертикальных кривых и вычислением поправок к рабочим отметкам, найденным по тангенсам.

Длина вертикальной кривой:

К = R(i₁ - i₂), (4.4.1)

где R - радиус вертикальной кривой, м;

i₁, i₂ -сопрягаемые уклоны, в тысячных долях;

К - длина вертикальной кривой, м.

Тангенс вертикальной кривой:

Т = К/2, (4.4.2)

где Т - тангенс вертикальной кривой, м.

В пределах вертикальных кривых, вычисленные отметки исправляются: в середине кривой на величину биссектрисы Б, определяемой по формуле:

Б = Т ²/2R, (4.4.3)

где Б - биссектриса кривой, м.

А на пикетах и плюсовых точках на величину:

у = ± Х ²/2R, (4.4.4)

где Х - расстояние от начала или конца вертикальной кривой до искомой точки, м.

На продольном профиле первоначальные проектные отметки берём в скобки, а исправленные пишем рядом. Наносим проектную линию на продольный профиль.



4.5 Проектирование кюветов

Целью устройства водоотводных канав или кюветов является предотвращение переувлажнения земляного полотна, постоянного обеспечения безопасного режима влажности грунтовых оснований дорожных одежд.

Канавы устраиваем вдоль дороги на участках, где насыпь не превышает 1,5 м, а так же в выемках.

Боковые канавы проектируем глубиной 0,4 - 0,8 м, считая от бровки насыпи. Продольный уклон не должен быть меньше 5 ‰. При уклоне дна кювета до 20 ‰ не устраиваем укрепления. При уклоне 20-30 ‰ производим одеровку или засев трав.

При проектировании кювета мы учитываем:

· направление уклона земли;

· в местах начала и конца кювета отметка дна равна отметке поверхности земли (для обеспечения выхода воды на поверхность)

· сток поверхностных вод с возвышенностей (для того что бы знать, с какой стороны дороги проектировать кювет)

Места начала и конца кюветов привязываем к ближайшим пикетам.

Проектируем кюветы.



5. Поперечные профили земляного полотна

Поперечные профили являются поперечными разрезами дороги и представляют собой схематический чертёж конструкции земляного полотна совместно с дорожной одеждой и системой водоотвода.

При проектировании поперечных профилей необходимо выдержать требования, предъявляемые к земляному полотну автомобильных дорог. Оно должно обеспечивать: безопасность движения транспортных средств; сохранять проектные очертания и требуемую прочность в течение заданного срока службы; не нарушать ландшафт местности; не подвергаться образованию просадок и морозного пучения; быть не заносимым снегом и песком.

Полоса отвода - полоса местности, выделенная для расположения на ней дороги, разработки грунта, постройки вспомогательных сооружений и посадки зелёных насаждений.

Поперечный профиль - изображение в уменьшенном масштабе сечения дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси дороги.



6. Определение объемов земляных работ

Подсчет объемов земляных работ производят по таблицам, номограммам, графикам и поперечным профилям. Таблицы для подсчета объемов земляных работ составлены в соответствии с требованиями [5] для действующих в настоящее время ширин земляного полотна и крутизны откосов, которыми и рекомендуется пользоваться.

Из запроектированного продольного профиля в ведомость вписываются по пикетам и плюсовым точкам рабочие отметки насыпей, выемок, нулевые точки (переход из выемки в насыпи), заложения откосов и расстояния. Подсчитываются площади обочин и насыпи, объемы обочин, насыпи, общий и оплачиваемый.

Поправка:

(6.1)

Средняя рабочая отметка:

(6.2)

Поправка на устройство дорожной одежды:

(6.3)

Поправка на крутизну откосов:

(6.4)



Профильный объем земляных работ:

(6.5)

Оплачиваемый объем:

(6.6)



7. Переходная кривая и вираж

На кривых с радиусами менее R<2000 м на дорогах II-V категорий для обеспечения безопасного движения автомобилей с наибольшими скоростями необходимо проектировать виражи (односкатный поперечный профиль).

Уклон виража должен быть не меньше поперечного уклона покрытия на участках с двускатным профилем и до величины 60 ‰ в зависимости от радиусов кривых и технической категории дороги [5, табл. 8]. Наименьшие длины переходных кривых устанавливаются в зависимости от радиусов круговых кривых по [5, табл. 11].

При радиусах круговых кривых в плане 1000 м и менее необходимо предусматривать уширение проезжей части с внутренней стороны согласно [5, табл. 9] за счет обочин, с тем, чтобы ширина обочин была не менее 1 м для дорог III категории. Переход от двускатного поперечного профиля к односкатному профилю на вираже производится в пределах переходной кривой. В качестве переходной кривой принимают радиоидальную спираль (клотоиду).

Поперечный уклон внешней обочины должен быть одинаковым с уклоном проезжей части на вираже (если обочина укреплена).

Размещено на Allbest.ru

...